Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Stanowisko dydaktyczne do pomiaru temperatury wybranymi metodami

Kciuk M.

Zeszyty Naukowe Wydziału Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej

|

2018

|

Nr 59

87--90

PL

W pracy przedstawiono stanowisko dydaktyczne służące do pomiaru temperatury z zastosowaniem metod zarówno stykowych jak i bezkontaktowych. Zakres metod stykowych obejmuje pomiary termoelementem, termistorem ale również z zastosowaniem ogniwa Peltiera. Metodą bezstykową jest pomiar termograficzny z zastosowaniem kamery termowizyjnej. Zwiększenie temperatury powyżej temperatury otoczenia zrealizowane zostało przy pomocy ogniwa Peltiera. Przedstawiono przykładowe wyniki pomiarów w postaci charakterystyk temperaturowych oraz ich analizę. Najciekawszym zagadnieniem w pracy jest zastosowanie ogniwa Peltiera do pomiaru temperatury. Jest to zagadnienie praktycznie nie znane studentom.

EN

Temperature is the most often measured physical quantity as in normal life as in industry. So, it is very important to teach students about methods and sensors for temperature measuring. The main goal of this paper is presenting didactic stand for temperature measurement. It enables to measure temperature with contact and contactless methods. General description of measurement is presented as well as example measurement results with discussion. The element which changes temperature is Peltier’s Cell which is supplied by Power Supply. The simple circuit is presented in fig. 2. The Peltier’s Cell is switched between Peltier’s effect and Seebec’s effect using 1-2 switch (see fig. 2). There are two thermocouple sensors: one on the hot size, second on cold one and thermistor on the hot size. The exact installation of the sensors is presented in fig. 1. The IR camera Flir A325 is applied as well for sensorless measurement, the example of thermogram is presented in fig. 5. Figures 4, 6, 7, 8 and 9 present exemplary results for measurements. Fig. 4 presents temperature measurement for hot and cold size using thermocouples and IR camera. Fig. 6 presents thermocouple Seebeck’s voltage vs. temperature. Figs. 7 and 8 presents Peltier’s Cell Seebeck’s voltage and power vs. hot/cold difference of temperatures. Fig 9 presents thermistor resistance vs. temperature. The two electric circuits are presented in Fig. 3 for resistance-voltage conversion, the results for conversion are presented in fig. 10, there are used voltage divider and current mirror. The measurement stand enables to teach students variety methods of temperature measurement classical contact methods using thermocouples and thermistors, contactless method using IR camera and non popular method using Peltier’s Cell. The last possibility is surprising for students. It is used as example of “energy havesting” solution.

2

Przegląd optycznych i termoelektrycznych układów detekcji przemieszczania frontów spalania w stałych materiałach wybuchowych

Miszczak M.

Problemy Techniki Uzbrojenia

|

2017

|

R. 46, z. 141

117--126

PL

W artykule autor dokonał ogólnego przeglądu prac [1-7], w których brał udział, opisujących nieinwazyjne układy detekcji przemieszczania frontów spalania w ładunkach stałych materiałów wybuchowych - paliw rakietowych i mieszanin pirotechnicznych - spalających się papierosowo (zw. ładunkami typu „end-burning”) w przelotowych, rurowych komorach spalania. Układy te służą przede wszystkim do określania liniowej szybkości spalania badanych ładunków wybuchowych. Autorskie układy detekcji obejmowały zastosowanie grafitu pirolitycznego (pirografitu) jako materiału konstrukcyjnego i sensorycznego komór spalania oraz jednego z urządzeń detekcji ruchu frontu spalania, tj. kamery IR albo VIS albo termopar. Przeglądu dokonano na tle innych układów detekcji frontów spalania stałych materiałów wybuchowych, wykorzystujących detektory optyczne [8-12] lub termopary [13-21].

EN

In this contribution author did a general overview of works [1-7], in which he participated, describing non-invasive systems on detection of movement of combustion fronts in solid end-burning explosive materials – rocket propellants and pyrotechnic compositions - inserted into tube combustion chambers. The systems are used to measure linear burning velocity of tested explosives. Detecting systems, the author has contributed to as well, concerned the application of pyrolitic graphite (pyrographite) as structural and sensory material of combustive chambers and one of devices detecting the displacement of the burning front i.e. an IR or VIS camera or thermocouples. The review has been made in the background of other systems using optical detectors [8-12] or thermocouples [13-21].

3

Surface temperature control using thermal image processing

Jaworski T., Kucharski J., Frączyk A., Urbanek P.

Image Processing & Communications

|

2013

|

Vol. 18, no. 2-3

23--31

EN

In the paper the computerized system for the surface temperature control of the rotating cylinder has been presented. In the presented solution, an IR camera works as a source of information about the thermal state of cylinder surface for the rest of the system. The necessary image processing algorithm as a basis for a control algorithm has been developed. An algorithm for the automatic localization of the cold cylinder by an IR camera using a set of thermal markers and a fuzzy recognition algorithm was developed. It enables one to calibrate the system properly in various operating conditions.

4

Nowa metoda ciągłego pomiaru szybkości palenia stałego paliwa rakietowego za pomocą kamery termowizyjnej

Miszczak M., Panas A. J., Świderski W.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2009

|

R. 55, nr 11

950-953

PL

W pracy zaprezentowano możliwości wykorzystania anizotro-powych właściwości grafitu pirolitycznego do pomiaru nową metodą liniowej szybkości palenia stałych paliw rakietowych. Przedstawiono wyniki porównawczych badań doświadczalnych spalania stałego paliwa rakietowego w tulei z grafitu pirolitycznego i miedzi, które zostały potwierdzone modelowaniem numerycznym. Podstawową zaletę proponowanej metody należy upatrywać w stworzeniu możliwości ciągłej obserwacji procesu palenia tego rodzaju materiałów.

EN

In this paper there is presented a new method for continuous burning rate measurement of cylindrical grain of solid, homoge-neous propellant whose main components are nitrocellulose and nitroglycerine. The propellant was initiated to burn from one side (end burning propellant) by a CO2 laser beam. The propellant grain was situated in the tube made from pyrolytic graphite (pyrographite). The rocket propellant burning rate was determined on a basis of recording the burning front/zone movement on the pyrographite tube external surface by an IR camera. The continuous recording of the burning front/zone was possible thanks to application of unique, very high anisotropy of heat conductivity in pyrographite in its crystallographic perpendicular directions i.e. along crystallographic plane - the plane of deposition of hexagonal graphite crystallographic net and along crystallographic axis being vertical to the above plane. The continuous recording of the burning front displacement was also possible due to direct contact of the propellant grain side surface to the internal cylindrical surface of the pyrographite tube possessing higher coefficient of heat transfer along its radius than to longtitudal axis direction. Suitability of pyrographite for measurements of solid rocket propellant burning rate was shown by comparing application of tubes of anisotropic and isotropic properties of heat conductivity, i.e. made from pyro-graphite and copper, respectively. The results of comparative experimental investigations by burning the solid rocket propellant grains inserted in pyrographite and copper tubes were confirmed by the results of numerical modeling. The main advantage of the presented method is possibility of continuous thermal observation of burning process of the above mentioned materials.

5

Badanie wybranych, termicznych charakterystyk węglowych modeli dysz hybrydowych pocisków rakietowych na paliwo stałe

Miszczak M., Świderski W., Szabra D., Pierechod Z.

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2007

|

T. 23, z. 3s

189-197

PL

Przedstawiono wyniki badań rozkładu temperatur i ich przebieg w funkcji czasu na zewnętrznych powierzchniach korpusów modeli dysz pocisków rakietowych na paliwo stałe, zbudowanych z grafitu polikrystalicznego opcjonalnie nasycanego węglem pirolitycznym albo składających się z korpusu z grafitu polikrystalicznego nasycanego węglem pirolitycznym i żaroodpornej wkładki z pirografitu, czyli modeli tzw. 'dysz hybrydowych'. Określono także stopień zużycia (erozji) przekrojów krytycznych tych modeli. Badania przeprowadzono na stanowisku stacjonarnym z wykorzystaniem strumienia gorących gazów o temperaturze około 3000 K, wylatujących z dyszy palnika acetylenowo-tlenowego z prędkością około 0,5 Macha, dostarczanych do stożka wlotowego modelu dyszy grafitowej, co w określonym stopniu odpowiada rzeczywistym warunkom oddziaływania gazowych produktów spalania na zespół dyszowy silnika rakietowego podczas jego pracy. Pomiary temperatur wykonywano podczas ogrzewania dysz gazem z palnika oraz podczas ich stygnięcia, za pomocą termopar i kamery termowizyjnej, usytuowanych po przeciwnych stronach korpusu dysz, prostopadle do ich osi wzdłużnej i na wysokości kanału przelotowego o przekroju krytycznym. Wyniki badań wskazują na realną możliwość wykorzystania ww. rodzajów materiałów węglowych do budowy dysz małogabarytowych pocisków rakietowych na paliwo stałe, których układ napędowy pracuje do 10 sekund, wytwarzając gazowe produkty spalania o temperaturze około 3000 K. Powinny to potwierdzić badania stacjonarne spalaniem stałych ładunków napędowych w komorach spalania silników rakietowych, wyposażonych w dysze hybrydowe. W ramach tych badań zostaną wykonane analogiczne pomiary temperatur i erozji przekroju krytycznego dysz a także pomiary podstawowych charakterystyk roboczych silników rakietowych, czyli ciągu i ciśnienia produktów spalania w komorze spalania w funkcji czasu pracy silnika. Badania stacjonarne spalaniem silników rakietowych na paliwo stałe, wyposażonych w grafitowe dysze hybrydowe, stanowią ostatni etap badań eksperymentalnych Projektu Badawczego Nr 0 T00B 026 29 p.t. 'Badanie dysz hybrydowych', przyznanego Wojskowemu Instytutowi Technicznemu Uzbrojenia przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego, finansowanego ze środków na naukę w latach 2005-2007.

EN

There are presented test results on temperature distribution and its courses as a function of time on outer surfaces of bodies of nozzles models for small caliber solid propellant missiles. The models of the nozzles were made of polycrystalline graphite optionally saturated by pyrolytic carbon or the models of the nozzles so called 'hybrid nozzles' were consisted of polycrystalline graphite body saturated by pyrolytic carbon and high temperature resistant insert made of pyrographite. It was also determined degree of washing out (erosion) of the nozzles throats. The tests were conducted on static firing stand with usage of flow of hot gases of ca. 3000 K temperature, exhausted from the oxy-acetylene blow-pipe with velocity about 0.5 Mach. The gases in the form of flame flew into convergent cone of the tested model of graphite nozzle. Such configuration of the tested nozzle and acetylene-oxygen flame reflect in certain degree real conditions of action of gaseous high speed, hot combustion products on nozzle assembly of rocket motor during its operation. Test results point out to real possibility of application of above mentioned carbon materials in construction of small caliber missile propelled by solid propellant which time of burning is not longer than 10 seconds and which combustion products have temperature ca. 3000 K. This possibility of graphite materials usage in missile nozzles design should be confirmed by static firings of real rocket motors propelled by solid propellant charge and equipped with the nozzles built of polycrystalline graphite body saturated by pyrolytic carbon and pyrographite insert. In the scope of these static firings analogous temperature measurements will be done and measurements of erosion of the nozzles throats as well. Due to standard procedures dealing with static firings of rocket motors, there are recommended measurements of time profiles of rocket motor thrust and pressure in combustion chamber of the motor during its operation. These static firings of real missiles motors equipped with the graphite hybrid nozzles are planned to realize in the final stage of experimental tests due to a schedule of Scientific Project No. 0 T00 026 29 entitled 'Investigations of hybrid nozzles' granted to Military Institute of Armament Technology by Ministry of Science and High Education, and financed from financial means for science in the period from 2005 to 2007 year.

6

Wyznaczanie pól temperatury przy zastosowaniu termografii ciekłokrystalicznej oraz kamery termowizyjnej w badaniach wymiany ciepła w minikanałach

Piasecka M., Pastuszko R.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2005

|

R. 51, nr 6

23--26

PL

W artykule omówiono wykorzystanie dwu bezstykowych metod do wyznaczania pól temperatury w badaniach wymiany ciepła przy wrzeniu w przepływie przez minikanał: termografię ciekłokrystaliczną oraz metodę termowizyjną. Termografię ciekłokrystaliczną wykorzystano do identyfikacji rozkładu temperatury na powierzchni grzejnej mninkanału, co pozwoliło na określenie inicjacji wrzenia. Za pomocą kamery termowizyjnej zarejestrowano rozkład temperatury na powierzchni szkła (izolacja) przykrywającego powierzchnię grzejną, co umożliwiło dokładne oszacowanie strat ciepła do otoczenia. Załączono przykładowe wyniki otrzymane przy wykorzystaniu obu technik pomiarowych.

EN

The paper discusses the application of two contactless methods for the determination of temperature fields in heat transfer investigations of minichannel flow boiling. They are liquid crystal thermography and thermovision. The first one is applied to the identification of temperature distribution on the minichannel heating surface (Fig. 1). It requires, however, a complex system of measurement data acquisition and processing and processing (Fig. 2). Hue distribution on the surface, corresponding to the temperature distribution on the heating foil, makes it possible, first of all, to specify the boiling incipience location when the flux increases (Fig. 3). With the use of IR camera (Fig. 5) for the registration of temperature distribution on the surface of the glass covering the heating surface (Fig. 6), it is possible to accurately estimate heat losses to the environment. Exemplary results obtained with both measurement techniques are included. with liquid crystal thermography, the heating foil temperature dependence on the distance from the minichannel inlet was found out (Fig. 4a). Owing to that, it was possible to determine local heat transfer coefficients at a distance from the minichannel inlet, (Fig 4b). Heat losses, estimated with thermovision, turned out to be very small and could be disregarded.